Oscillatori sinusoidali - Concetti di base
Un amplificatore con feedback positivo produce la sua uscita in fase con l'ingresso e aumenta la forza del segnale. Il feedback positivo è anche chiamato comedegenerative feedback o direct feedback. Questo tipo di feedback rende un amplificatore di feedback, un oscillatore.
L'uso di feedback positivo produce un amplificatore di feedback con guadagno ad anello chiuso maggiore del guadagno ad anello aperto. Risultainstabilitye funziona come un circuito oscillatorio. Un circuito oscillatorio fornisce un segnale di uscita amplificato costantemente variabile di qualsiasi frequenza desiderata.
Il circuito oscillatorio
Un circuito oscillatorio produce oscillazioni elettriche di una frequenza desiderata. Sono anche conosciuti cometank circuits.
Un semplice circuito a serbatoio comprende un induttore L e un condensatore C che determinano entrambi insieme la frequenza di oscillazione del circuito.
Per comprendere il concetto di circuito oscillatorio, consideriamo il seguente circuito. Il condensatore in questo circuito è già caricato utilizzando una sorgente cc. In questa situazione, la piastra superiore del condensatore ha un eccesso di elettroni mentre la piastra inferiore ha un deficit di elettroni. Il condensatore trattiene una certa energia elettrostatica e c'è una tensione attraverso il condensatore.
Quando l'interruttore Sè chiuso, il condensatore si scarica e la corrente scorre attraverso l'induttore. A causa dell'effetto induttivo, la corrente si accumula lentamente verso un valore massimo. Una volta che il condensatore si scarica completamente, il campo magnetico attorno alla bobina è massimo.
Ora, passiamo alla fase successiva. Una volta che il condensatore si è scaricato completamente, il campo magnetico inizia a collassare e produce un contatore EMF secondo la legge di Lenz. Il condensatore è ora caricato con carica positiva sulla piastra superiore e carica negativa sulla piastra inferiore.
Una volta che il condensatore è completamente carico, inizia a scaricarsi per creare un campo magnetico attorno alla bobina, come mostrato nello schema del circuito seguente.
Questa continuazione di carica e scarica si traduce in un movimento alternato di elettroni o un oscillatory current. Lo scambio di energia tra L e C produce continuooscillations.
In un circuito ideale, dove non ci sono perdite, le oscillazioni continuerebbero indefinitamente. In un pratico circuito del serbatoio, si verificano perdite comeresistive e radiation losses nella bobina e dielectric lossesnel condensatore. Queste perdite provocano oscillazioni smorzate.
Frequenza delle oscillazioni
La frequenza delle oscillazioni prodotte dal circuito del serbatoio sono determinate dai componenti del circuito del serbatoio, the L e the C. La frequenza effettiva delle oscillazioni è laresonant frequency (o frequenza naturale) del circuito del serbatoio che è data da
$$ f_r = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {LC}} $$
Capacità del condensatore
La frequenza di oscillazione f o è inversamente proporzionale alla radice quadrata della capacità di un condensatore. Quindi, se il valore del condensatore utilizzato è grande, i periodi di tempo di carica e scarica saranno grandi. Quindi la frequenza sarà inferiore.
Matematicamente, la frequenza,
$$ f_o \ propto 1 \ sqrt {C} $$
Autoinduttanza della bobina
La frequenza dell'oscillazione f o è proporzionale alla radice quadrata dell'autoinduttanza della bobina. Se il valore dell'induttanza è grande, l'opposizione al cambiamento del flusso di corrente è maggiore e quindi il tempo necessario per completare ogni ciclo sarà più lungo, il che significa che il periodo di tempo sarà più lungo e la frequenza sarà inferiore.
Matematicamente, la frequenza,
$$ f_o \ propto 1 \ sqrt {L} $$
Combinando entrambe le equazioni precedenti,
$$ f_o \ propto \ frac {1} {\ sqrt {LC}} $$
$$ f_o = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {LC}} $$
L'equazione sopra, sebbene indichi la frequenza di uscita, corrisponde alla natural frequency o resonance frequency del circuito del serbatoio.